CRUSHING PLANT

  Kegiatan Crushing Plant

          Pada dasarnya proses peremukan material oleh crusher berlangsung karena adanya gaya tekan atau kompresi dan gaya geser yang berlangsung silih berganti. Crushing dimaksud untuk memperkecil ukuran material agar dapat digunakan pada proses berikutnya. Crushing plant memerlukan beberapa peralatan, yaitu hopper, ban berjalan (belt conveyor), ayakan (screen), mesin peremuk (crusher) dan peralatan tambahan lain yang saling berkaitan.

         Mula-mula material hasil penambangan diangkut ke stockpile yang berada di port lalu dimuat ke alat angkut FAW FD 336 DT dan HINO 500 FM 260 TI untuk di angkut ke hopper oleh alat muat KOMATSU PC 300, setelah masuk melalui hopper yang kemudian di bawa oleh conveyor ke mesin peremuk (crusher). Hasil dari peremukan akan diteruskan dan di muat ke ponton.

  Peralatan  Crushing Plant

1  Hopper

    Hopper adalah alat pelengkap pada rangkaian unit peremuk yang berfungsi sebagai tempat penerima material umpan yang berasal dari lokasi penambangan sebelum

material tersebut masuk ke dalam alat peremuk. Ukuran hopper 6m x 6m dengan kapasitas desain ± 18 ton/menit.

          Pada gambar 3.1 terdapat dua tempat penerima material umpan tetapi pada kegiatan crushing yang sesungguhnya hanya satu tempat yang digunakan karena belt conveyor tidak sanggup membawa material yang ada jika dua tempat digunakan sekaligus, maka pada saat crushing hanya satu tempat yang digunakan.

2     Chain feeder

         Merupakan susunan batang-batang baja yang tersusun sejajar. Chain feeder berfungsi sebagai pengumpan mesin peremuk, juga untuk memisahkan material umpan yang sudah memenuhi ukuran yang diharapkan. Dengan adanya alat ini maka material umpan yang telah memenuhi ukuran produk tidak perlu dilakukan pengecilan ukuran lagi.

3    Vibrating Screen

        Adalah alat yang digunakan untuk memisahkan ukuran material hasil proses peremukan berdasarkan besarnya bukaan pada screen tersebut yang dinyatakan dengan mesh. Pengertian mesh adalah jumlah lubang bukaan yang terdapat dalam 1 inchi panjang. Ukuran screen panjang 5,5 cm dengan lebar 90 cm dan tinggi 5 m dengan kapasitas ± 700 ton/jam.(gambar 3.2)

1.      Tujuan dilakukan screening (pengayakan) adalah:

a.       Mempertinggi kapasitas unit operasi lainnya

b.                                                      Mencegah terjadinya over crushing atau over grinding

c.                                                       Memenuhi permintaan pasar

(Sukamto, 2001 : 25)                     

2.      Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan material untuk menerobos masuk lubang ayakan adalah:

a.       Ukuran lubang ayakan. Semakin besar ukuran diameter lubang ayakan maka akan semakin banyak material yang akan lolos, selain itu bentuk opening juga menentukan banyak sedikitnya material yang lolos. Semakin besar ukuran ayakan mka akan semakin besar efisiensi ayakan tersebut.

b.      Ukuran relatif partikel, ukuran partikel yang dapat melewati opening. Material yang mempunyai diameter sama dengan panjang yang sama pula akan mempunyai kesempatan dan kecepatan masuk lebih besar daripada material yang ukurannya tidak beraturan.

c.       Persentase opening terhadap total permukaan screen. Apabila luas permukaan ayakan cukup besar, namun lubang ayakannya banyak tertutup oleh partikel near mesh, maka kesempatan lolos partikel menjadi kecil. Partikel near mesh adalah partikel yang ukurannya sama dengan lubang ayakan, sehingga partikel ini terjebak dan menutup lubang ayakan (tidak dapat lolos dari lubang ayakan).

d.   Kandungan air (moisture content) material. Kandungan air yang banyak akan membantu proses pengayakan, demikian juga untuk kondisi kering. Tetapi apabila kandungan airnya sedikit akan menyebabkan material menggumpal dan ini akan mempersulit pengayakan.

e.    Efek pantulan dari mineral/ material karena adanya screen, maupun sudut jatuh partikel terhadap permukaan ayakan. Apabila jatuhnya partikel tidak tepat di atas lubang ayakan, dapat terjadi proses pengayakan terhambat karena ada dua atau lebih partikel yang membentuk suatu jembatan sehingga walaupun ukuannya lebih kecil dari lubang ayakan menjadi tidak dapat lolos ayakan tersebut.

f.    Kecepatan feeding. Bila kecepatan pengumpanan terlalu besar yang memungkinkan disebabkan oleh kemiringan dek yang besar, maka kesempatan lolos menjadi lebih kecil.

g.   Ukuran partikel near mesh. Partikel near mesh adalah partikel yang ukurannya pas dengan ukuran lubang ayakan sehingga partikel tersebut tidak dapat masuk dan tidak dapat keluar. Akibat dari banyaknya partikel near mesh adalah akan menutupi lubang ayakan, dan akan menyebabkan kesempatan lolos partikel lainnya menjadi lebih kecil.

h.   Kesempatan partikel untuk menyusun lapisan di atas ayakan berdasar ukuran partikel. Apabila waktu pengayakan cukup lama, akan memberi kesempatan partikel menyusun diri dalam lapisan-lapisan, dengan susunan partikel yang lebih kecil ada di bagian bawah.

i.     Gerakan ayakan. Vibrating screen akan lebih baik daripada screen yang diam, sebab dengan adanya getaran maka akan memberikan kesempatan kepada setiap partikel untuk menyusun lapisan dan pada akhirnya dapat lolos dari lubang ayakan.

3.1.2.4    Crusher

        Crusher merupakan salah satu alat mekanis terpenting yang terdapat pada unit coal processing plant, alat inilah yang berfungsi untuk mengecilkan ukuran batubara. Yang digunakan double roll crusher (gambar 3.3) dengan diameter drum 30 in dengan panjang drum 120 cm.

        Produktivitas/kapasitas crusher dibedakan menjadi dua macam yaitu kapasitas desain dan kapasitas nyata. Kapasitas desain adalah kemampuan produksi yang seharusnya dapat di capai oleh crusher dan dapat diketahui dari spesifikasi yang dibuat oleh pabrik, sedangkan kapasitas nyata merupakan kemampuan produksi sesungguhnya yang didasarkan pada sistem produksi yang diterapkan. Adapun faktor – faktor yang mempengaruhi kemampuan produksi crusher adalah sebagai berikut :

• Sifat fisik material yang akan direduksi, sifat fisik ini meliputi : kekerasan, berat jenis, kandungan air.
• Lubang bukaan dari crusher
• Lubang keluaran dari crusher
• Kecepatan dan jumlah umpan yang masuk setiap waktunya.

5  Ban berjalan ( Belt Conveyor )

       Terdapat 5 belt conveyor pada rangkaian crusher dengan ukuran BC I memiliki panjang 8 m, tebal 10 mm/4ply, BC II memiliki panjang 30 m dan tebal 10 mm/4ply, BC III memiliki panjang 75 m dan tebal 10 mm/4ply, BC IV memiliki panjang 150 m dan tebal 10 mm/4ply, BC V memiliki panjang 70 m dengan tebal 10 mm/4ply dan belt conveyor di rakit pada tahun 2009. Conveyor digerakkan oleh motor penggerak yang dipasang pada head pulley. Conveyor akan kembali ke tempat semula karena di belokkan oleh pulley awal dan pulley akhir. Material yang didistribusikan melalui pengumpan akan dibawa oleh ban berjalan dan berakhir pada head pulley. Pada saat proses kerja di unit peremuk dimulai, conveyor  harus bergerak lebih dulu sebelum alat peremuk bekerja. Hal ini bertujuan untuk mencegah terjadinya kelebihan muatan (over load) pada conveyor. Belt Conveyor (gambar 3.4) terdiri dari beberapa bagian :

-   Belt atau ban, berfungsi untuk membawa material yang diangkut.

-   Idler atau Rol, berfungsi sebagai penahan atau menyangga Belt Conveyor,  sedangkan Idler menurut letak dan fungsinya dibagi menjadi :

    a Idler atas ( Rol pembawa ), untuk menahan Belt yang  bermuatan

    b Idler bawah ( Rol pembalik ), untuk menahan Belt yang kosong.

-    Pemberat ( Take Up ), berfungsi untuk mengatur tegangan Belt dan untuk mencegah slip antara Belt.

         -  Pulley

             Pulley menurut jenisnya di bagi menjadi :  

             a. Head Pulley, terletak pada bagian depan atau bagian pengeluaran  material dari belt.             

            b. Tail Pulley, terletak di bagian belakang atau bagian depan masuknya  material.

c.  Bend Pulley, berfungsi untuk melengkungkan belt conveyor.

                 Faktor-faktor yang berpengaruh pada pemakaian conveyor adalah :

                 -     Sifat fisik dan keadaan material

                 -     Keadaan topografi

                 -     Jarak pengangkutan

                 -     Produksi

 Alat – Alat Mekanis

.1 Alat Muat

         Pada kegiatan crushing terdapat 2 alat muat yang digunakan dalam kegiatan pemuatan material. Alat muat yang muat yang digunakan adalah KOMATSU PC 300 dengan kapasitas bucket 1,8 m³.

         Gerakan - gerakan yang dilakukan oleh KOMATSU PC 300 merupakan waktu edar (Cycle time), yang terdiri dari :

• Waktu mengisi bucket (load bucket), terdiri dari menurunkan bucket dan mengisi bucket.
• Waktu angkut (swing load) dalam keadaan berisi meterial, yaitu gerakan memutar bucket dalam keadaan berisi material menuju bak Dump Truck.
• Waktu pemuatan (dump bucket) kedalam Dump Truck.
• Waktu mengayun kembali (swing empty), yaitu gerakan menuju tumpukan material untuk pengisian kembali.

         Besar kecilnya waktu yang dibutuhkan oleh suatu alat muat, tergantung dari kapasitas bucket alat muat, keadaan material, dalamnya penggalian, keserasian kerja antara alat muat dan alat angkut, kondisi lapangan kerja dan sudut putar (swing angle).

          Jenis alat muat yang digunakan untuk menggali dan memuat material adalah Excavator KOMATSU PC 300 dengan kapasitas bucket 1.8 m³. 

2 Alat Angkut

         Kegiatan pengangkutan dari stockpile menuju hopper dilakukan dengan menggunakan alat angkut Dump Truck FAW FD 336 DT dengan kapasitas bak 20 m³ dimana yang beroperasi tiap harinya dua unit, kedua alat tersebut akan mengangkut material dari stockpile atau tempat pengambilan yang telah diatur oleh pengawas agar tidak terjadi kekosongan pada Hopper tiap harinya.

         Dalam kegiatan pengangkutan terdapat berbagai macam faktor yang dapat mempengaruhi aktifitas alat angkut secara umum antara lain :

• Keadaan jalan, jalan dari stockpile kadang tidak rata atau  bergelombang/ berbatu dan terdapat belokan yang tajam.
• Iklim, pengaruh iklim terhadap aktifitas kerja alat sangat besar, pada musim kemarau terdapat banyak debu yang beterbangan, sedangkan dimusim hujan menyebabkan jalan menjadi licin sehingga mempengaruhi kegiatan alat ini.

       Pengamatan waktu edar alat angkut  Dump Truck FAW FD 336 DT dan HINO 500 FM 260 TI dilapangan meliputi :

• Memuat (loading) terdiri dari gerakan pemuatan material ke dalam bak Dump Truck.
• Mengangkut (hauling), merupakan gerakan dari tempat pengambilan material ke tempat pembuangan material.
• Membelok (manuver) terdiri dari gerakan membelok dan kemudian mundur.
• Membuang muatan (dumping), terdiri dari gerakan menaikan bak dan mencurahkan material.
• Kembali kosong (return), yaitu kembali ke tempat atau lokasi pengisian (loading area).
• Berbelok untuk dimuat (manuver), yaitu menempatkan posisi dump truck untuk diisi oleh alat muat.

3.3    Perhitungan Produksi Crushing Plant, Alat Muat Dan Alat Angkut

3.3.1 Produksi Crushing Plant

         Dalam menentukan produksi Crushing Plant pada hasil penelitian  digunakan rumus :

                       Nr x q

                         PC =                X Density Batubara ………………………(3.1)                                       Sd

Dimana :

PC =   Kapasitas produksi Crushing Plant

Nr  =   Produksi dump truck perjam

Sd  =   Jumlah pengisian dump truck perjam

q    =   Banyaknya ret yang dapat dicapai oleh crusher /satu  jam

           Dimana untuk mendapatkan adalah sebagai berikut :

-      Nr : Produksi Dump perhari/jam kerja efektif

-      Sd :  60  /  Cycle time Dump Truck

3.3.2   Produksi Alat Muat

           Untuk mendapatkan hasil produksi dari alat muat digunakan rumus sebagai berikut :

                                 Kb x FF x Eff x 60 (menit/jam)      

P  =                                                           .............................( 3.2)

                                                CT

Keterangan  :

          P       :  Produksi alat muat (m³/jam)

          Kb    :  Kapasitas bucket (m³)

          FF    :  Fill Factor (%)

          EU   :  Efisiensi kerja (%)

          CT    :  Cycle time (menit)

3.3.3   Produksi Alat Angkut

           Untuk mendapatkan hasil produksi dari alat angkut digunakan rumus sebagai berikut :

                             KB x FF x Eff x 60 (menit/jam)

       P  =                                                           ……………..……………( 3.3 )

                                CT

Keterangan :                                                      

P           =     Produksi alat angkut  (m³/jam)

KB       =                 Kapasitas Bak Dump Truck ( m³ )

                                  =     Kb x  FF x n

                     Kb        =     Kapasitas Bucket alat muat ( m³ )

n           =     Jumlah pengisian

FF         =     Fill Faktor (%)

Eff        =     Efesiensi Kerja (%)

Ct         =     Cycle time (menit)

Efisiensi Kerja

       Beberapa pengertian yang dapat menunjukkan keadaan alat mekanis dan efektifitas penggunaannya untuk menentukan efisiensi kerja alat tersebut antara lain:

1.         Mechanichal Availability ( MA )

        Adalah merupakan cara untuk mengetahui indeks kemampuan yang sesungguhnya dari suatu alat yang digunakan. Persamaannya adalah sebagai berikut :

                  MA      =       x 100 %    ......................................... ( 3 - 4 )

2.         Physical Availability ( PA )

       Adalah merupakan berapa persen kemampuan operasional yang sesungguhnya ( secara fisik ) dari yang digunakan jika tidak terjadi hambatan – hambatan lain di luar alat tersebut. Persamaan PA dilihat sebagai berikut

                   PA      =        x   100 %   .................................  ( 3 - 5 )

3.         Use of Availability ( UA )

       Menunjukkan persentase penggunaan alat untuk beroperasi pada saat dapat digunakan, dimana jumlah jam produktif dan jumlah jam siap beroperasi dipandang sebagai jam kerja yang seharusnya dapat digunakan.

                UA         =          x   100 %    ..................................... ( 3 - 6 )

4.         Effektif Utilization ( EU )

      Adalah dimaksudkan untuk mengetahui sampai berapa alat tersebut dapat beroperasi terhadap jumlah waktu yang tersedia. Persamaan rumusnya adalah sebagai berikut :

                EU         =          x   100 %    ........................................... ( 3 - 7 )

Dimana :

                      W  =  Waktu kerja yang terpakai dimana jumlah jam yang dibebankan kepada   operator pada suatu alat dalam kondisi dapat diopersikan, umumnya disebut jam produktif.

                      R   =    Waktu reparasi/perbaikan 

 S  =     Waktu siap kerja ( stand by ), dimana jumlah jam siap beroperasi, yang dijadwalkan untuk mengadakan operasi

                 T  =    Waktu kerja yang tersedia, total jam kerja

3.5  Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Produksi Alat Mekanis

       Faktor-faktor yang mempengaruhi pekerjaan dari alat-alat mekanis baik secara langsung maupun tidak langsung adalah sebagai berikut :

a.                  Sifat fisik material

            Kemampuan alat-alat mekanis untuk bekerja, baik itu alat angkut maupun alat muat sangat dipengaruhi oleh sifat fisik material seperti faktor pengembangan ( Swell Factor ). Faktor pengembangan dari suatu material merupakan penambahan volume material dari keadaan semula yang terkonsolidasi dengan baik sebagai akibat adanya pembongkaran atau penggalian, pendekatan yang biasa digunakan untuk menghitung faktor pengembangan suatu material (faktor pengisian) adalah sebagai berikut :

SF        =    x  100 % …………………….......……… ( 3 – 8 )

b.                  Faktor pengisian ( fill factor )

            Faktor pengisian merupakan perbandingan antara kapasitas nyata suatu alat dengan kapasitas teoritis alat tersebut. Besarnya faktor pengisian suatu alat muat sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain :  ukuran butir material, kondisi material dan jumlah stock material yang sedang dikerjakan (angle of refuse), keterampilan dan pengalaman operator.

               Jika dilakukan perhitungan langsung di lapangan, maka faktor pengisian alat muat dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

  ..................................................................………..(3.9)

Dimana :

Ff     =  Faktor pengisian

Vn    =  Kapasitas nyata alat muat, m³

Vb    =  Kapasitas baku alat muat, m³

(Anjar, 2003: 11)

              Selain itu penentuan faktor pengisian ( fill factor ) dari bucket alat muat, dapat menggunakan metode Caterpillar yaitu dengan cara pengamatan dan perbandingan langsung pada saat pemuatan, dimana terlihat adanya variasi pengisian pada bucket. Faktor pengisian merupakan faktor yang berpengaruh pada pengisian bucket, karena di dalam pengisian biasanya tidak selamanya penuh. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat persen pengisian bucket pada gambar dibawah ini :

c.                   Keadaan jalan angkut

            Keadaan jalan yang dimaksud meliputi kekerasan dan kehalusan permukaan jalan yang bagus dan terpelihara dengan baik, untuk mewujudkan kondisi jalan seperti itu perlu dirancang sebuah jalan angkut tambang yang terpelihara dengan baik harus memenuhi dua syarat, yaitu:

• Secara keseluruhan harus mampu menahan beban dari kendaraan beserta muatanya. Apabila syarat ini tidak terpenuhi, maka kondisi jalan tersebut akan mengalami penurunan dan penggeseran baik pada bagian perkerasan jalan maupun pada tanah dasarnya (sub grade), sehingga akan mengakibatkan jalan menjadi bergelombang, berlubang bahkan berakibat rusak berat.
• Permukaan jalan harus mampu menahan gesekan roda kendaraan, air limpasan (run off) maupun air hujan. Apabila syarat kedua ini tidak terpenuhi, maka permukaan jalan (road surface) akan mengalami kerusakan yang diawali dengan lubang-lubang kecil, makin lama semakin membesar dan akhirnya rusak berat.

Kegagalan awal dalam merancang suatu permukaan jalan angkut tambang, akan berakibat meningkatnya biaya pemeliharaan jalan dan peralatan kendaraan serta akan mengakibatkan sulitnya kendaraan untuk menyesuaikan dengan kecepatannya, sehingga pada akhirnya akan menghambat produksi.

Selain itu yang perlu diperhatikan  dalam merancang suatu permukaan jalan angkut tambang adalah lebar jalur angkut tambang, dimana semakin lebar jalan angkut, akan semakin aman dan lalu lintas pengangkutan akan semakin lancar.

d.                  Perawatan alat mekanis.

            Peralatan mekanis harus selalu dijaga dan dirawat agar selalu dalam kondisi yang baik dan dapat bekerja dengan maksimal. Perawatan tersebut meliputi pemeriksaan mesin, roda, pelumasan yang dilakukan secara rutin sebelum dan setelah alat-alat mekanis tersebut dioperasikan.

e.                   Effisiensi kerja

            Waktu produktif yang digunakan kadang - kadang di bawah kondisi ideal dari waktu yang tersedia, hal ini disebabkan oleh berbagai faktor. Faktor-faktor penghambat dan tidak dapat dihindari yang akan mempengaruhi efisiensi kerja alat muat dan alat angkut, seperti kondisi lapangan kerja, persiapan kerja alat, pindah posisi kerja, pengisian bahan bakar, service harian, keterlambatan kerja dan lain-lain.

           Sedangkan efisiensi kerja adalah perbandingan antara waktu produktif dengan waktu kerja yang tersedia. Dari pengamatan di lapangan pekerja atau mesin tidak mungkin selamanya bekerja 60 menit dalam satu jam, hal ini disebabkan oleh faktor - faktor penghambat kerja seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, sehingga efisiensi kerja jarang dapat mencapai lebih dari 85 %.

           Untuk mengetahui besarnya efisiensi kerja operator dan ketersediaan fisik alat untuk beroperasi dapat dihitung dengan rumus :

Eff =   ………………………( 3 – 10 )

Dimana :

Eff     =  Efisiensi kerja (%)

W       =  Waktu kerja produktif (jam)

T         =  Waktu tersedia (jam)

f.                   Keadaan cuaca.

            Sebagai negara yang beriklim tropis, Indonesia hanya mengenal dua musim, yaitu musim kemarau dan musim hujan. Pengaruh iklim dan cuaca terhadap aktivitas penambangan sangat besar.

            Bila musim kemarau maka pada muka penambangan dan jalan angkut akan berdebu sehingga akan menghalangi pandangan operator Dump Truck terhadap keadaan jalan di depannya dan dapat mengurangi kecepatan pengangkutan material, sedangkan pada musim hujan muka penambangan dan jalan angkut akan berlumpur  dan menjadi lengket, sehingga Dump Truck tidak dapat bekerja dengan baik. Untuk mengatasi kondisi jalan yang buruk pada musim hujan maka perlu dibuatkan suatu sistem penirisan tambang (drainage system) yang baik.